150 SPI物理总线

原创 已于 2022-05-29 11:07:07 修改 · 348 阅读 · 1 ·
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#单片机 #stm32 #物联网

于 2021-11-02 14:57:47 首次发布
本文详细介绍了SPI（Serial Peripheral Interface）通信的基础知识，包括SPI信号线及其功能、SPI时序及通信模式，并通过具体案例进行说明。此外，还列举了一些常见的SPI设备。

文章目录

一、信号线（4根）

  • SCK
    时钟线，数据收发同步

  • MOSI
    数据线，主设备数据发送、从设备数据接收

  • MISO
    数据线，从设备数据发送，主设备数据接收

  • NSS、CS
    片选信号线，确定哪个从机有效

支持一主多从（因此主设备需要片选线来区分从机）
全双工通信，有两根数据线，负责双向传递
最大速率可达上百MHz

i2c只支持单双工，速率也比不过spi
在这里插入图片描述

新增两张硬件连接图

二、spi时序

在这里插入图片描述

  • 起始信号
    NSS 信号线由高变低
    spi通信即将开始

  • 停止信号
    NSS 信号由低变高
    spi通信即将结束

  • 数据传输
    在 SCK的每个时钟周期 MOSI和 MISO同时传输一位数据，高/低位传输没有硬性规定（一般从高位开始传）
    传输单位： 8 位或 16 位
    单位数量：不受限制

三、spi通信模式

  • 首先，在sck一个时钟周期里面，做两件事：触发和采样
    触发：引起mosi，miso数据线的电平变化
    采样：记录mosi，miso数据线的电平信号。
    总线空闲时 SCK 的时钟状态以及数据采样时刻

  • 时钟极性 CPOL：指 SPI 通讯设备处于空闲状态时，SCK信号线的电平信号
    CPOL=0时， SCK在空闲状态时为低电平，进入工作状态为上升沿，如上图的cpol就是0
    CPOL=1时， SCK在空闲状态时为高电平，进入工作状态为下降沿。

  • 时钟相位 CPHA：数据的采样的时刻
    当 CPHA=0 时，数据在 SCK 时钟线的“奇数边沿”被采样
    当 CPHA=1时，数据在 SCK 时钟线的“偶数边沿”被采样

四、案例

在这里插入图片描述

SCK信号线在空闲状态为低电平时，CPOL=0；空闲状态为高电平时，CPOL=1

CPHA=0，数据在 SCK 时钟线的“奇数边沿”被采样

当 CPOL=0 的时候，时钟的奇数边沿是上升沿

当CPOL=1 的时候，时钟的奇数边沿是下降沿

五、四大模式

CPOL 和 CPHA 的四种组合
在这里插入图片描述

六、常见spi设备

  • EEPROM

  • FLASH

  • 实时时钟

  • AD转换器

    …

SPI协议详解（图文并茂+超详细）
一名热爱技术的工程师的博客。分享技术干货，记录美好生活。永远相信美好的事情即将发生。
11-03 32万+
先说串口 因为之前写过一篇UART，通用串行异步通讯协议，UART的相关资料 因为UART没有时钟信号，无法控制何时发送数据，也无法保证双发按照完全相同的速度接收数据。因此，双方以不同的速度进行数据接收和发送，就会出现问题。 如果要解决这个问题，UART为每个字节添加额外的起始位和停止位，以帮助接收器在数据到达时进行同步； 双方还必须事先就传输速度达成共识（设置相同的波特率，例如每秒9600位）。 传输速率如果有微小差异不是问题，因为接收器会在每个字节的开头重新同步。相应的协议如下图所示； 如果您注意到
SPI通信协议（软件SPI和硬件SPI）
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09-04 4069
当准备发数据时，如果检测到TXE=1（TDR为空），则软件写入数据（0xF1），此时TDR为0xF1，TXE则变为0，如果移位寄存器为空，则数据（0xF1）转入移位寄存器里，然后移位寄存器就将数据发送出去了，接着等待RXNE为1，即接收到数据，此时可以读取RDR里的数据，然后将下个数据（0xF2）写入TDR，接着重复以上过程，循环八次即可交换一个字节。当发送完一个数据时，此时移位寄存器中也接收到了来自从机发送过来的数据，接着将数据转入接受数据寄存器RDR中，并置RXNE标志位（RDR非空标志位）
总线通信—SPI
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04-19 702
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SPI物理总线
十七阿哥的博客
05-07 1322
SPI物理总线 信号线 SCK：时钟线，数据收发同步 MOSI：数据线，主设备数据发送、从设备数据接收 MISO：数据线，从设备数据发送，主设备数据接收 NSS、CS：片选信号线 支持一主多从，全双工通信，最大速率可达上百MHz spi时序 起始信号：NSS 信号线由高变低 停止信号：NSS 信号由低变高 数据传输：在 SCK的每个时钟周期 MOSI和 MISO同时传输一位数据，高/低位传输没有硬性规定 传输单位： 8 位或 16 位 单位数量：不受限制 spi通信模式 总
【嵌入式学习笔记】嵌入式入门8——SPI总线协议
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08-17 1156
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最新发布
林晓松
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07-17 1335
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通信协议UART、i2c、SPI与电平标准梳理
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记录一下嵌入式中经常容易混淆的几个概念
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W25Qxx系列是一种低成本、小型化、使用简单的非易失性存储器，常应用于数据存储、字库存储、固件程序存储等场景存储介质：Nor Flash（闪存）时钟频率：80MHz / 160MHz (Dual SPI) / 320MHz (Quad SPI)存储容量（24位地址）：硬件电路W25Q64框图Flash操作注意事项写入操作前，必须先进行写使能每个数据位只能由1改写为0，不能由0改写为1写入数据前必须先擦除，擦除后，所有数据位变为1。
SPI—学习总结
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04-27 3560
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tyustli
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SPI，SPI 全称是 Serial Perripheral Interface，也就是串行外围设备接口。 SPI 是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速、全双工的同步通信总线， SPI 时钟频率相比 I2C 要高很多，最高可以工作在上百 MHz。 SPI 以主从方式工作，通常是有一个主设备和一个或多个从设备，一般 SPI 需要4 根线，但是也可以使用三根线(单向...
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qq_71158060的博客
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【使用STM32F103C8T6的SPI与外设通信遇到的一些问题和经验教训】
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